液压泵站异常噪声故障分析与排除

何法明

(青岛远洋船员职业学院，山东青岛 266071)

笔者在从事船舶液压维修时经常发现，由于液压泵站设计不合理或施工的疏忽，造成液压泵启动时噪声大［1］，冬天液压泵建压时间很长，特别是一些重要设备例如液压舵机，由于液压泵建压慢，造成舵机来舵慢，给航行带来巨大安全隐患。下面以某考察船船尾大A架液压泵站为例，分析此类故障产生的原因，并对液压泵站提出改造的方法。

1 故障现象

操作人员反映该考察船在操纵船尾大A架前启动液压泵时，液压泵产生让人无法忍受的异常噪声，同时系统建立油压时间比较长，操纵船尾大A架时油缸有时出现爬行现象，系统运行0.5 h后，噪声消失。初步判定液压泵产生异常噪声和油缸出现爬行现象的原因主要是由于系统存在空气造成的，为检验该结论，我们启动液压泵，发现此时液压泵噪声的确很大，断续松开主操纵阀主油管的P(从油泵过来的压力油)口接头，从中排出大量泡沫，几分钟的断续排放，松开的接头油液成股流出后拧紧，液压泵异常噪声消除，大A架升放正常。

2 故障分析

2.1 液压系统分析

液压泵站如图1所示，该液压泵为德国力士乐A10vo45，位于油箱上方，根据设计要求液压泵应位于油箱液位上方最高不超过800 mm，经测量该系统液压泵吸油口离液面约400 mm，完全满足设计的要求。此外液压泵体上泄油口所接的油管最高部分不能低于泵的轴线。该泵泵壳泄油管接在壳体的斜上方的接口上，也满足上述对泄油管的要求。从吸油口和卸油管的安装来看，该液压泵的布置是按照泵站设计规范来设计的，从而排除由于液压泵安装造成液压泵吸空产生噪声的可能性［2-4］。

通过查找系统各接头和油泵轴封，也未发现有漏油现象，从而排除从接头和油泵轴封等常漏泄的部位漏入空气的可能［2］。

图1 液压泵站示意图

第2天到达现场后，拆下液压泵泄油管检查泵体内部的油位发现，液压壳体油位位于液压泵吸口最低位。说明有空气漏入液压泵造成壳体缺油。由于该液压泵出口有单向阀，在停泵期间即使系统漏泄，外界空气也不会通过单向阀漏入到液压泵中，空气漏入液压泵壳体的可能只能集中在液压站自身与系统无关。经过对液压站仔细检查发现，该泵的泄油管通过与焊接在油箱上盖的接头和油箱相连，该泵产生异常噪声的原因终于找到了。

2.2 故障原因分析

由于液压泵泄油管与油箱的上盖通过焊接的接头相连，该泄油管的出口位于油箱液面之上，并通过油箱上方的透气孔与大气相通，在停泵期间泵体通过泄油管实际是与大气相通的。此外液压泵内部存在漏泄的路径很多，包括缸体与配油盘之间、柱塞与油缸、滑履与斜盘之间由于磨损都存在一定漏泄。在较长时间的停泵期间，在重力的作用下，空气通过泵体内部的漏泄途径通过泵的吸入管漏入油箱，直到液位低于泵体吸入口最低位，使泵的油缸和吸入管路充满空气，若此时启动液压泵，液压泵将该部分空气与液压油一起排入系统，在高压时空气溶入液压油，在低压时又会从液压油中析出，从而产生异常的噪声，只有将溶入空气的液压油全部通过回油流回油箱，液压油中的空气在油箱中全部析出后系统噪声才能消除。

3 故障处理

1)将泄油管加长，使之出口位于油箱液面之下。以避免油泵壳体与大气相通，造成空气侵入。

2)在液压泵的吸入管路上增设阻力较小的单向阀，避免液压泵在停用期间泵体液压油回流。

根据维修方案，首先在泄油管与油箱连接的接头下方焊接接头，下方加装500 mm、通径为12 mm的铜管，铜管出口位于液面以下300 mm深度;同时拆卸液压泵的吸入管，在吸入管与吸入滤器之间加装一与吸入管同种通径 (DN32)的黄铜弹簧立式止回阀。该阀启阀压力很小，另外由于该阀采用了NBR橡胶垫片，所以该阀的密封性能很好。改造后的液压泵站如图2所示。

图2 改造后液压泵站示意图

4 结束语

经过1年的使用观察，液压泵异常噪声现象再未发生，液压泵建压时间很短。对该考察船液压泵站故障查找和改造有如下体会。

1)虽然柱塞泵有自吸能力，但在高纬度航区特别是冬季气温低，液压油黏度大，如果液压泵有一定自吸高度，常常会造成吸入困难［5］，所以在液压泵站的设计中要充分考虑船舶常航行的区域，对经常航行在高纬度的船舶建议最好让液压泵具有一定流注高度 (液压泵吸入口低于油箱液面)，避免液压泵由于油液黏度增大而吸入困难造成液压泵建压慢并产生异常的噪声，此外由于泵体存在正压也能有效地避免空气的侵入。

2)对于液压泵位于油箱液位上方的液压站，液压泵泄油管出口一定要在油箱液位之下，设计时一定要注明并强调，避免在施工时由于人员的疏忽，使液压泵在运行时由于空气通过泄油管的漏入不但会造成上述故障，长期使用时液压泵每次启动由于泵体缺油还会造成过度磨损影响其使用寿命。

［1］李建宇.液压系统振动噪声产生原因分析 ［J］.液压与气动，2006(5):13-22.

［2］刘忠，杨国平.机械液压传动原理、故障诊断与排除［M］.北京:机械工业出版社，2004.

［3］ Hydraulic components for industrial applications［Z］.Rexroth Bosch Group 81-82.

［4］雷天觉.新编液压工程手册［M］.北京:北京理工大学出版社，1998.

［5］朱振华，苏勋家，侯根良，等.轴向柱塞液压泵常见故障诊断与处理方法 ［J］.液压气动与密封，2010(10):5-7.